摘要
本研究利用MIMIC-IV数据库数据，探究淋巴细胞计数轨迹与自发性脑内出血(ICH)患者临床结局之间的关联。研究从MIMIC-IV数据库中筛选出符合自发性ICH诊断且在入住重症监护室(ICU)后7天内至少进行两次淋巴细胞计数检测的患者。采用潜在增长混合模型确定不同的淋巴细胞轨迹组别。运用Kaplan-Meier生存曲线和Cox比例风险模型评估与死亡率的关联。同时比较了不同轨迹类别间的临床特征和ICU住院时间。研究共纳入841名患者。识别出两类不同的淋巴细胞轨迹：类别1("淋巴细胞计数上升")和类别2("淋巴细胞计数下降")。Kaplan-Meier分析显示类别2患者的生存率显著较低(p = 0.00046)。Cox回归分析证实，与类别1相比，类别2患者死亡风险更高。类别2患者ICU住院时间也显著更长(平均：29.83天 vs. 18.34天，p < 0.01)，且临床结局更差。亚组分析表明，年龄、性别、BMI、糖尿病状态和格拉斯哥昏迷评分(GCS)与轨迹分类及死亡风险相关。淋巴细胞计数轨迹对ICH患者具有重要的预后意义。淋巴细胞计数下降趋势与更高死亡率和更长ICU住院时间相关。早期识别这些模式可能改善风险分层并指导靶向干预。后续研究应探索其潜在机制。
引言
自发性脑内出血(ICH)是中风的一种严重亚型，占所有脑血管事件的10-15%，其特点是发病率和死亡率高。尽管神经重症监护和外科干预已取得进展，ICH的预后仍然不佳，约50%的患者在30天内出现严重残疾或死亡。虽然血肿扩大导致的原发性脑损伤对早期预后至关重要，但炎症、氧化应激和免疫失调等继发性损伤机制在长期神经功能下降中也扮演着重要角色。
近年来，人们对脑内出血(ICH)后免疫反应的关注日益增加，特别强调外周淋巴细胞在调节出血后炎症中的作用。急性脑损伤，如ICH和缺血性中风，会引发复杂的全身免疫反应，其特征是初始炎症阶段，随后是补偿性免疫抑制状态，通常称为中风诱导的免疫抑制。这种双向反应被认为既影响早期脑损伤，也影响晚期并发症，包括继发性感染，而继发性感染是ICH患者死亡的重要原因。此外，证据表明ICH后淋巴细胞减少与死亡率增加相关，可能是因为免疫监视受损和感染易感性增加。然而，先前大多数研究主要依赖于在离散时间点对淋巴细胞计数进行静态测量，从而未能充分捕捉随时间变化的免疫变化动态特性。
为解决这一空白，潜在类别和潜在过程建模(lcmm)提供了分析淋巴细胞计数纵向变化的稳健统计框架，有助于识别脑内出血患者中不同的免疫反应模式。该方法已在脓毒症和其他慢性炎症性疾病等疾病环境中应用，以揭示免疫反应的异质性及其预后意义。鉴于免疫调节在ICH中的关键作用，阐明淋巴细胞轨迹模式可为疾病进展提供有价值的见解，并为个性化治疗策略提供信息。本研究旨在调查ICH患者淋巴细胞计数的动态变化，并检查其与临床结局的关联。通过利用lcmm，我们寻求将患者分为不同的淋巴细胞轨迹亚组，并评估其与关键预后指标(包括功能结局和死亡率)的关系。我们的发现可能增强风险分层，并有助于开发针对特定患者亚组的免疫调节干预措施。
方法
数据来源和研究人群
本研究使用了MIMIC-IV 3.0数据库中的数据，该数据库包含重症监护室(ICU)患者的去标识化电子健康记录。该数据库由位于美国马萨诸塞州波士顿的贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)开发，这是一家大型三级学术医疗机构，包含危重患者的详细临床信息。该数据库涵盖了全面的临床信息，包括人口统计数据、实验室检测结果、生命体征、合并症、治疗干预和患者结局。在完成必要的数据使用培训和认证(68561984)后获得了数据库访问权限。使用ICD-10代码识别诊断为自发性脑内出血(ICH)的患者。
纳入和排除标准
纳入标准如下：(1)年龄18岁或以上，(2)以ICH为主要诊断入住ICU，(3)入住ICU后前七天内至少进行两次淋巴细胞计数测量。排除标准包括：(1)可能显著影响淋巴细胞计数的既往疾病，如长期使用类固醇、血液系统恶性肿瘤或自身免疫疾病；(2)缺失关键临床或实验室数据超过30%；(3)ICU停留时间少于三小时。
淋巴细胞计数轨迹分析
使用潜在类别和潜在过程(lcmm)建模分析淋巴细胞计数轨迹，该方法可处理不平衡的测量间隔并解决缺失数据问题。在MIMIC-IV中，淋巴细胞计数作为常规临床实验室检测在入住ICU后前7天内获得。这些测量的时间在患者间未标准化(即不在分诊、24小时或每天固定时间)，而是取决于临床需求。选择lcmm方法是因为它允许分析此类不规则时间数据。通过模型拟合标准(包括赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、样本量调整BIC(SABIC)和熵值)确定最佳轨迹类别数。基于后验概率将患者分配到最可能的轨迹类别，确保每个轨迹组至少包含总样本量的5%。模型拟合比较的详细结果见补充表1。
临床变量和研究结局
收集的临床变量包括人口统计学特征(年龄、性别、体重)、生命体征(收缩压、舒张压、心率、呼吸频率、体温、SpO₂)和实验室检测(白细胞计数、淋巴细胞计数、血小板计数、中性粒细胞与淋巴细胞比率、血红蛋白、血糖、钠、肌酐、白蛋白、血尿素氮、C反应蛋白)。脑内出血(ICH)严重程度指标包括格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分。主要结局是入院后28天和90天内的全因死亡率。次要结局包括功能结局、重症监护室(ICU)住院时间(LOS)和医院住院时间。
统计分析方法
使用Kruskal-Wallis检验或ANOVA分析连续变量的基线特征，使用χ²检验或Fisher精确检验分析分类变量。为不同淋巴细胞轨迹组构建Kaplan-Meier生存曲线，通过log-rank检验评估差异。为评估轨迹类别与28天死亡率之间的关系，采用多变量Cox比例风险回归模型，调整潜在混杂变量。敏感性分析纳入缺失数据的多重插补以及按基线条件(如格拉斯哥昏迷量表评分)分层的亚组分析，以评估轨迹分类的稳健性。所有统计分析均使用R软件(4.2版)进行，显著性水平设定为p < 0.05。
结果
轨迹分析结果
从MIMIC-IV数据库中确定了841名符合纳入标准的自发性脑内出血(ICH)患者。所有纳入患者在入住ICU后前7天内至少有两次淋巴细胞计数测量记录。排除了缺失关键人口统计学或实验室数据(>30%)或具有已知影响淋巴细胞计数状况(如血液系统恶性肿瘤、长期使用类固醇、自身免疫疾病)的患者。基线特征和实验室值的数据完整性很高(大多数变量>90%)，缺失值使用方法部分所述的多重插补处理。图2A展示了1至6个类别数的不同模型拟合指标，包括对数似然、赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)和缩放贝叶斯信息准则(SABIC)。随着类别数量的增加，对数似然持续改善。然而，AIC和BIC在2类别模型时达到最小值，表明模型拟合与复杂性之间达到最佳平衡。此外，接近1的熵值支持分类的准确性，从而选择2类别模型作为最佳解决方案。图2B展示了按类别1和类别2分类的淋巴细胞计数时间变化。类别1显示初始淋巴细胞计数较低并随时间逐渐增加，表明恢复趋势。相比之下，类别2开始时淋巴细胞计数较高但逐渐下降，可能反映疾病进展或免疫抑制。这些不同的轨迹表明，不同模式可能与特定临床特征或患者结局相关。图2C进一步检查了两类之间的时间差异，结果表明两类之间的差异随时间增加而扩大。值得注意的是，在中后期，类别1的淋巴细胞计数显著高于类别2，表明疾病进展或治疗反应存在差异。这些发现共同突显了使用双类别模型识别的淋巴细胞计数轨迹的差异，对临床结局具有潜在意义，如图形摘要所示(图1)。类别1(计数下降)与更高死亡率相关，而类别2(计数上升)表示更好的生存率。
数据库中患者的基线特征
本研究包括841名诊断为自发性脑内出血(ICH)的患者，如表1所示，根据淋巴细胞计数轨迹分为类别1(n=130)和类别2(n=711)，旨在检查这些队列之间可能的临床差异。分析显示，两组在年龄(p=0.330)、性别(p=0.058)和体重(p=0.349)方面无统计学显著差异。类别1的平均身体质量指数(BMI)为28.80±6.30，高于类别2(27.76±5.15，p=0.079)。然而，在几个临床指标上观察到显著差异。具体而言，与类别2相比，类别1的序贯器官衰竭评估(SOFA)评分显著升高(p<0.01)，表明疾病严重程度更高。关于血液学参数，与类别2相比，类别1的红细胞(RBC)计数(p<0.0001)和血小板计数(PLA，p<0.0001)显著降低。这些发现表明，尽管在年龄、性别和体重方面未发现显著差异，但两组之间SOFA评分、RBC、高血压和PLA计数的显著差异凸显了这些变量对淋巴细胞计数轨迹和ICH预后的潜在影响。
生存分析结果
本研究采用Kaplan-Meier生存曲线评估28天和90天间隔内两类患者的全因死亡率和ICU死亡率(图3A-D)。研究结果揭示了生存结局存在显著差异。对于全因死亡率，类别1在最初28天内与类别2相比表现出显著更高的生存概率(p=0.00046)，生存曲线早期即出现分歧，表明存在明显的生存优势。这一趋势在90天期间持续存在，类别1始终表现出更优的生存结局(p=0.002)。生存曲线的持续分歧表明类别1患者在短期和长期内死亡风险均较低。在ICU死亡率方面也观察到类似模式，类别1在28天期间表现出更高的生存概率，生存曲线在早期和中期存在明显差异(p=0.024)。这种差异在90天时仍具有显著性(p=0.023)，因为类别1的生存曲线保持相对稳定，而类别2的曲线继续下降，表明类别2死亡风险升高。总体而言，类别1患者在两个时间段内的全因死亡率和ICU死亡率均较低，表明这两个组具有不同的健康轨迹。这些差异可能与疾病严重程度、临床特征或治疗反应相关。
Cox回归分析
进行了单变量和多变量Cox回归分析，以调查淋巴细胞轨迹类别与入院后28天和90天死亡率结局之间的关联(表2)。研究发现，与类别1相比，类别2淋巴细胞轨迹与两个时间点及各种临床环境(包括医院和ICU环境)中降低的死亡风险显著相关。具体而言，类别2的风险比(HR)范围为0.44至0.61，所有p值均小于0.05，表明即使在调整了年龄、BMI、性别、糖尿病、高血压和各种生理参数等多个混杂因素后，这种关联仍然稳健。这表明类别2可能代表更有利的免疫谱型，可能与ICH患者改善的预后相关。与类别2轨迹相关的死亡风险持续降低，突显了淋巴细胞轨迹分析在ICH管理风险分层和个性化治疗策略中的潜在临床效用。
亚组分析
轨迹类别与基于性别、年龄、高血压、糖尿病、GCS评分和BMI的多个亚组相关(图4A)。具体而言，对于ICU死亡率，以下亚组显示出与风险增加的统计学显著关联：男性(风险比0.414[0.213-0.805])、无糖尿病(风险比0.526[0.298-0.928])、GCS≤8(风险比0.278[0.112-0.694])以及BMI>25(风险比0.497[0.234-0.881])(所有p<0.05)。对于医院死亡率(图4B)，在以下亚组中观察到显著关联：GCS≤8(风险比0.330[0.126-0.865])。这些发现突显了人口统计学和临床因素对轨迹类别的差异化影响。
讨论
本研究为自发性脑内出血(ICH)后淋巴细胞计数的动态变化及其与临床结局的相关性提供了新见解。研究结果表明，淋巴细胞计数下降轨迹与死亡风险升高和重症监护室(ICU)住院时间延长相关，突显了淋巴细胞动态在ICH患者中的潜在预后意义。先前研究已确定免疫反应对ICH进展至关重要，出血后立即激活炎症级联反应，导致局部和全身免疫变化。外周淋巴细胞减少已在ICH患者中得到证实，通常与不良结局相关。然而，先前大多数研究集中在淋巴细胞计数的单时间点评估上，而非检查其随时间的动态变化。我们的结果与将淋巴细胞减少与较差临床结局相关联的现有证据一致。在本研究中，我们识别出两种不同的淋巴细胞轨迹：一种以淋巴细胞计数上升为特征(类别1)，另一种以计数下降为特征(类别2)。类别2患者在28天和90天时的生存率显著较低，与先前报告一致，即持续性淋巴细胞减少可能表示免疫功能障碍和对继发性并发症(如感染)的易感性增加。虽然早期研究已将淋巴细胞减少与中风后免疫抑制相关联，但我们的研究通过证明持续下降的淋巴细胞轨迹是死亡的强预测因子扩展了这些发现。此外，我们的分析显示，年龄、身体质量指数(BMI)、糖尿病状态和格拉斯哥昏迷评分(GCS)显著影响轨迹分类，表明对脑内出血(ICH)的免疫反应可能受患者特异性特征调节。
几种潜在机制可能解释类别2患者中观察到的淋巴细胞计数下降。一个突出的假设是中风诱导的免疫抑制综合征(SIDS)，它在急性脑损伤后出现，其特征是持续性淋巴细胞减少、单核细胞活化降低和T细胞反应受损。这种免疫抑制状态被认为源于下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴和交感神经系统的过度激活，导致皮质醇和儿茶酚胺水平升高，抑制淋巴细胞增殖。另一种解释涉及全身炎症和淋巴细胞凋亡。脑内出血(ICH)的初始阶段引发强烈的炎症反应，其特征是促炎细胞因子(如白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α))水平升高。这些细胞因子不仅导致继发性脑损伤，还促进淋巴细胞凋亡和减少。类别2中观察到的淋巴细胞计数进行性下降可能表明持续性炎症状态，导致免疫衰竭和对感染的易感性增加。此外，继发性感染可能加剧淋巴细胞减少。脑内出血(ICH)患者特别容易发生肺炎和脓毒症，这些疾病可能通过免疫衰竭和调节通路的过度激活进一步抑制淋巴细胞计数。类别2患者观察到的ICU住院时间延长可能是由于这些继发性并发症，从而加强了淋巴细胞下降与不良结局之间的关联。
本研究结果具有重要的临床意义。首先，监测淋巴细胞轨迹可作为风险分层的早期生物标志物。识别具有持续下降淋巴细胞计数的患者可能有助于早期干预，以预防感染和器官功能障碍等并发症。其次，我们的结果表明，免疫调节疗法可能对某些ICH患者有益。先前研究已调查旨在恢复免疫稳态的干预措施。例如，给予IL-7以增强T细胞恢复或调节糖皮质激素以减轻过度免疫抑制是潜在策略。未来的临床试验应探索靶向淋巴细胞恢复的干预措施是否能改善脑内出血(ICH)高风险患者的结局。本研究强调了个性化治疗策略的必要性。人口统计学和临床因素对淋巴细胞轨迹的影响表明，不同的患者亚组可能需要量身定制的管理方法。例如，经历严重淋巴细胞减少的年轻患者可能受益于强化免疫支持，而具有多种合并症的老年患者可能需要更保守的方法。
局限性和未来方向
尽管本研究具有若干优势，但承认某些局限性很重要。首先，分析的回顾性性质限制了在淋巴细胞轨迹和死亡率之间建立因果推论的能力。其次，尽管控制了多个混杂因素，但未测量的变量(如既存免疫抑制或治疗策略的差异)可能影响了结果。第三，本研究使用了主要包含美国ICU患者的MIMIC-IV数据库，从而限制了研究结果向更广泛人群的推广性。未来研究应优先在更大队列中前瞻性验证这些发现，并调查脑内出血(ICH)中淋巴细胞动态的潜在机制。此外，MIMIC-IV不能可靠地捕获生命维持治疗的撤回，这可能影响观察到的死亡率结果。另外，MIMIC-IV数据库中未统一提供出血严重程度的详细描述符，如血肿体积、出血类型(如高血压性、血管畸形或肿瘤相关)和特定干预措施(如插管、手术清除或减压性颅骨切除术)。这些变量的缺失限制了充分调整疾病严重程度的能力，因此在解释这些发现时应谨慎。另一个局限性是，无法从MIMIC-IV数据库确定所有患者是否在出血事件后立即入住ICU，或者一些患者是否因继发性并发症(如神经功能恶化或脓毒症)而后期转入。这种不确定性可能在观察到的淋巴细胞轨迹中引入异质性，在解释研究结果时应考虑这一点。
结论
本研究提供了令人信服的证据，表明淋巴细胞计数的动态变化与脑内出血(ICH)的预后显著相关。持续下降的淋巴细胞轨迹与较高的死亡率和较长的重症监护室(ICU)住院时间相关，可能归因于ICH诱导的免疫抑制、全身炎症和继发性感染。这些发现强调了早期识别高风险患者的关键重要性，并提示免疫调节疗法在改善ICH结局方面的潜在疗效。未来研究应进一步阐明淋巴细胞动态的潜在机制，并探索旨在优化危重ICH患者免疫功能的靶向干预措施。
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